消腫型清涼纖維制品的工藝研究

隨著服裝理念的變遷，人們對功能化服裝的需求越來越高，越來越多的消費者購買倉儲式纖維產(chǎn)品。涼爽纖維是一種新型的降溫散熱纖維。該產(chǎn)品的成功研發(fā)順應了紡織材料的發(fā)展潮流趨勢,是一種集功能和環(huán)保為一體的高附加值產(chǎn)品,對提高產(chǎn)品檔次和經(jīng)濟效益具有重要意義。為了提高穿著者清涼的感受,涼爽纖維制品需要同時滿足涼和爽兩方面的性能。所謂涼是指織物能對人體起到快速降溫的作用,該性能主要由纖維的導熱性能決定;爽即干爽,是指織物經(jīng)芯吸、擴散、傳輸?shù)确绞綄⑷梭w產(chǎn)生的氣態(tài)汗、液態(tài)汗迅速排放到織物的外層進而蒸發(fā),就是通常所指的織物吸濕排汗及散濕性能。1涼爽纖維產(chǎn)品的性能1.1離子類的組成涼爽纖維制品具有吸濕散熱的特性,主要有幾方面原因:(1)纖維分子的親水基團多。纖維中常見的親水基團有羥基(—OH)、酰胺基(—CONH—)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)等,它們都有較強的親和力,這類基團的數(shù)目越多,極性就越強,吸濕性就越好。(2)纖維的比表面積大。比表面積越大,表面能越高,則吸附的水分子就越多,吸濕性也越好。(3)纖維特殊的孔隙結構,人為增設了“排水溝”,仿毛細管吸汗效應,將皮膚表面的汗水、濕氣快速吸收,并擴散到織物表面而使其蒸發(fā)掉,加快了散濕的進程。1.2織物熱性能的影響對于涼爽纖維制品,其功能性主要體現(xiàn)在:(1)導熱性好,能迅速將身體的熱量散出,使穿著者有清涼的感覺。織物的導熱系數(shù)是由纖維本身和空氣共同來決定,當織物與人體接觸的時候,熱量是通過織物與人體之間的傳遞、吸收等方式,產(chǎn)生了最大瞬態(tài)熱流量,該值也決定了織物接觸冷感的強弱。涼爽纖維制品具有非常好的導熱性能,接觸冷感明顯。(2)導濕性好,產(chǎn)生的汗液能快速發(fā)散、汽化,與皮膚相接觸的布料保持干爽,給人舒適的感覺。織物的導濕性的好壞主要是由于纖維自身的吸濕性能和排濕性能差異所導致。涼爽纖維制品由于通過各種加工工藝來改變原有織物的結構特征,加強了織物吸濕和散濕的性能。1.3改性聚酯纖維目前市場上的涼爽纖維制品加工工藝主要分為幾個方式:(1)通過織物結構設計或纖維改性等方式,改變織物對水分的吸濕、移動、排汗等性質。如現(xiàn)有生產(chǎn)微孔結構高吸水聚酯纖維,這種特殊的結構可以使被吸收的水分在芯部微孔中有選擇地保留下來,而纖維表面可以保持干燥狀態(tài);纖維改性是利用纖維表面微細溝槽所產(chǎn)生的毛細現(xiàn)象使汗水經(jīng)芯吸、擴散、傳輸?shù)茸饔?迅速遷移至織物的表面并散發(fā),從而達到?jīng)鏊哪康摹?2)在熔融紡絲時引入導熱、散熱的復合礦石微粉,研制開發(fā)了多種涼爽聚酯纖維。摻雜的復合礦石粉體具有較高的導熱系數(shù)和相變焓,使纖維吸熱速度減緩,散熱速度加快,與人體肌膚接觸時,會產(chǎn)生降低體表溫度1℃~2℃的涼爽感?！袄涓小钡V石微粉與特殊的異型纖維結構,兩種機理協(xié)同作用,使纖維具有更佳的清涼舒爽功能。(3)采用親水整理劑在纖維或織物表面進行親水處理,可以方便快捷地獲得親水性紡織品。通過聚酯和親水聚合物復合紡絲,可以得到皮-芯結構、雙側結構的復合親水聚酯纖維。這類纖維表層為含有親水基團的EVOH,芯層為聚酯纖維,人體的汗水可以被快速吸收并擴散出去,而芯層的聚酯幾乎不吸濕,可以保持人體皮膚干爽舒適的狀態(tài)。2冷杉產(chǎn)品的國內(nèi)外檢驗方法的比較2.1紡織品導濕整理工藝目前國內(nèi)外尚無單一的方法或標準可以涵蓋所有不同種類的產(chǎn)品。一般來說:目前國內(nèi)市場上對涼爽織物的測試項目只有吸水性、吸濕性、透濕性和快干性,其中最重要的是吸水性和快干性,即導濕性能。國內(nèi)對于導濕性能評價標準主要是GB/T21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評定第1部分:單項組合試驗法》和GB/T21655.2—2009《紡織品吸濕速干性的評定第2部分:動態(tài)水分傳遞法》,其考核指標分別見表1和表2。GB/T21655.1—2008對機織物和針織物分別考核,吸濕性方面主要考核吸水率、滴水擴散時間、芯吸高度,速干性方面主要考核蒸發(fā)速率和透濕量;而GB/T21655.2—2009則是通過等級來評價各項指標,共劃分5級,其中5級最好,1級最差,考核項目包括浸濕時間、吸水速率、滲透面液態(tài)水擴散速度、單向傳遞指數(shù)等。顯而易見,這兩項考核的技術要求都屬于導濕方面的,對于導熱方面卻未提及。導濕性能的檢測方法主要有吸濕法、蒸發(fā)法、倒杯法等,目前國內(nèi)外的檢測標準如表3所示。從目前現(xiàn)行的標準可見,涼爽纖維制品并沒有確定一個相對客觀、合理的評價方法。只有單一的對導濕性的測試方法和考核標準,而對于涼爽纖維制品的導熱性能則沒有相應的標準進行考核,也沒有相應的測試方法,僅對于相應的熱阻指標有測試方法。2.2目前，常用的熱阻測試劑2.2.1熱板材料的熱性能美國研究者采用護熱平板儀對各種服裝的隔熱性能進行了廣泛的研究,這種方法已被美國材料試驗學會采納為標準。將織物放在恒溫熱板的一側,發(fā)熱體其他各面均有絕熱保護,測定保持熱板恒溫所需的熱量,由此計算織物的傳熱系數(shù)、熱阻值、保溫率來說明織物的隔熱保溫性能。此外另有不少學者還提出用幾何形狀更接近于人體表面的半圓柱形和圓筒形的測試表面來檢測織物的隔熱性能,但這種情況下的絕熱保護很難做得完善,測試結果只能作為相對比較。該測試方法對織物的厚薄有要求,測試精度的差距較大。2.2.2織物材料熱阻值的測定這是測試熱阻最成熟的技術之一。里斯(Ress)對這一方法進行了改進,他將一塊標樣和織物試樣并列夾于具有恒定溫度梯度的兩板之間,測量各層的溫度分布,可以較快而準確地測定織物材料的熱阻值。國標曾出臺一個GB11048—89《紡織品保溫性能的測試方法》,現(xiàn)在已更新為GB/T11048—2008《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定》,該標準可適用于B型儀器(靜態(tài)平板法儀器)。使用該方法,織物的厚薄對精確度有影響,織物越薄,結果偏差越大。且熱阻儀價格昂貴,一般實驗室不具備購買條件。3第二,有助于對原有熱傳導、使用特性進行評價涼爽纖維制品在導濕方面已經(jīng)有了較為成熟的技術和檢測手段,但在導熱方面確實還不夠完善,目前常見的幾種檢測方法各有局限性,有的是對面料有要求,有的是數(shù)據(jù)精度不夠高,有的是經(jīng)濟成本太高等等?？偠灾?目前沒有統(tǒng)一、完善的可以評價涼爽纖維制品的檢測方法及相關的國家標準。因此,需要建立更為準確科學和有效的涼爽纖維制品的評價方法。涼爽纖維制品具有非常良好的熱傳導性